Сегодня во многих странах понятие STEM-образование всё активнее внедряется в различные образовательные программы, создаются STEM- центры, проводятся международные конференции по этому направлению.
Давайте попробуем разобраться что такое STEM-образование.
Аббревиатура STEM расшифровывается как: S – science (естественные науки), T – technology (технологии), Е-engineering (инженерия), М-mathematics (математика).
Это направление в образовании, при котором в учебных программах усиливается естественнонаучный компонент + инновационные технологии. Технологии используют даже в изучении творческих, художественных дисциплин.
Например, за рубежом музыкантов обучают не только музицировать, но и использовать компьютерные программы для создания музыкальных произведений.
Научная креативность есть не что иное, как воображение,
одетое в строгий костюм.
Р. Фейнмана, физик
Почему STEM-образование так актуально?
Стремительная эволюция технологий ведёт к тому, что вскоре самыми востребованными на планете специалистами станут программисты, IT-специалисты, инженеры, профессионалы в области высоких технологий и т.д. В ближайшем будущем в мире и, естественно, в Казахстане, будет резко не хватать: IT-специалистов, программистов, инженеров, специалистов высоко технологичных производств и др. В отдаленном будущем появятся профессии, о которых сейчас даже представить трудно, все они будут связаны с технологией и высоко технологичным производством на стыке с естественными науками. Особенно будут востребованы специалисты био- и нано-технологий.
Обучение – это не просто передача знаний от учителя к ученикам, это способ расширения сознания и изменения реальности.
В STEM-образовании активно развивается креативное направление, включающее творческие и художественные дисциплины (промышленный дизайн, архитектура и индустриальная эстетика и т.д.). Потому что будущее, основанное исключительно на науке, вряд ли кого-то обрадует. Но будущее, воплощающее синтез науки и искусства, волнует нас уже сейчас. Именно поэтому уже сегодня мы думаем, как воспитать лучших представителей приближающегося будущего.
Кстати, о необходимости сочетания науки и искусства писали еще такие мыслители, как китайские математики-просветители XI в., а также Леонардо да Винчи. Позднее этого мнения придерживались многие европейские философы и психоаналитики (в частности, К. Юнг).
Смешанное обучение
Чем отличается от традиционного обучения наукам и математического образования STEAM-образование? Оно подразумевает смешанную среду обучения и показывает ученикам, как научный метод может быть применен к повседневной жизни. STEAM – это одно из направлений реализации проектной и учебно-исследовательской деятельности в школе, вне школы.
Все новое – это хорошо забытое старое?
Обучающиеся по программе «STEAM-образование», помимо физики и математики, изучают робототехнику, программирование, конструируя и программируя собственных роботов. На занятиях используется специальное технологичное лабораторное и учебное оборудование, такое как 3D-принтеры, средства визуализации и прочее оборудование. Можно сказать, что философия STEAM-образования основана на старых добрых подходах обучения детей профессиям на уроках труда, разве что инструменты изменились и способы обучения.
Будущее – за технологиями, а будущее технологий – за учителями нового формата, которые лишены предрассудков, не приемлют формального подхода и могут своими знаниями «взорвать мозг» ученикам и расширить их кругозор до бесконечности.
Рассмотрим 10 преимуществ STEM образования:
- Интегрированное обучение по «темам», а не по предметам.
STEM-обучение соединяет в себе междисциплинарный и проектный подход, основой для которого становится интеграция естественных наук в технологии, инженерное творчество и математику. Отличное преобразование учебного плана, целью которого является отмена преподавания вышеупомянутых дисциплин в качестве самостоятельных и отвлеченных.
Очень важно обучать науке, технологии, инженерному искусству и математике интегрировано, потому что эти сферы тесно взаимосвязаны на практике.
- Применение научно-технических знаний в реальной жизни.
STEM-образование с помощью практических занятий демонстрирует детям применение научно-технических знаний в реальной жизни. На каждом уроке они разрабатывают, строят и развивают продукты современной индустрии. Они изучают конкретный проект, в результате чего своими руками создают прототип реального продукта.
Например, юные инженеры строя ракету, знакомятся с такими понятиями как процесс инженерного дизайна, угол пуска, давление, сила протяжения, сила трения, траектория и координатные оси.
- Развитие навыков критического мышления и разрешения проблем. Программы STEM развивают навыки критического мышления и разрешения проблем, необходимые для преодоления трудностей, с которыми дети могут столкнуться в жизни. Например, студенты строят скоростные машины, потом их тестируют. После первого теста, они думают и определяют, почему их машина не дошла до финиша. Может, дизайн передней части, расстояние между колесами, аэродинамика или сила пуска повлияли на это? После каждого теста (пуска) они развивают свой дизайн для достижения цели.
- Повышение уверенности к своим силам. Дети, создавая разные продукты, строя мосты и дороги, запуская аэропланы и машины, тестируя роботы и электронные игры, разрабатывая свои подводные и воздушные конструкции, каждый раз становятся ближе и ближе к цели. Они развивают и тестируют, вновь развивают и еще раз тестируют, и так совершенствуют свой продукт.
В конце они, решая все проблемы своими силами, доходят до цели. Для детей это — вдохновение, победа, адреналин и радость. После каждой победы они становятся все больше уверенными в своих силах.
- Активная коммуникация и командная работа.
Программы STEM также отличаются активной коммуникацией и командной работой. На стадии обсуждения создается свободная атмосфера для дискуссий и высказывания мнений. Они бывают настолько свободны, что не боятся высказать любое свое мнение, они учатся говорить и презентовать. Большую часть времени дети за партой не сидят, а тестируют и развивают свои конструкции. Они все время общаются с инструкторами и своими друзьями по команде. Когда дети активно участвуют в процессе, они хорошо запоминают урок.
- Развитие интереса к техническим дисциплинам. Задача STEM-обучения в младшей школе создавать предварительные условия для развития интереса у учеников к естественнонаучным и техническим дисциплинам. Любовь к проделанной работе является основой развития интереса.
Занятия STEM — очень развлекательные и динамичные, что не дает детям скучать. Они не замечают, как проходит время на занятиях, а также совсем не устают. Строя ракеты, машины, мосты, небоскребы, создавая свои электронные игры, фабрики, логистические сети и подводные лодки, они проявляют все больший интерес к науке и технике.
- Креативные и инновационные подходы к проектам. STEM обучение состоит из шести этапов: вопрос (задача), обсуждение, дизайн, строение, тестирование и развитие. Эти этапы и являются основой систематичного проектного подхода. В свою очередь, сосуществование или объединенное использование различных возможностей является основой креативности и инноваций. Таким образом, одновременное изучение и применение науки и технологии может создать множество новых инновационных проектов. Художество и архитектура замечательный пример сосуществования.
- Мост между обучением и карьерой. Есть множество изданий, которые анализируют уровень роста необходимости разных специальностей.
По разным оценкам из 10 специальностей имеющие высокий рост 9 будут именно требовать STEM знания. В частности до 2018 года ожидается рост потребности в этих специальностях: инженеры химики, «software» разработчики, нефтяные инженеры, аналитики компьютерных систем, инженеры механики, инженеры строители, робототехники, инженеры ядерной медицины, архитекторы подводных сооружений и аэрокосмические инженеры.
- Подготовка детей к технологическим инновациям жизни. STEM программы также готовят детей к технологически развитому миру. За последние 60 лет, технологии сильно развились, с открытия Интернета (1960), GPS технологий (1978) до ДНК сканирования (1984), и конечно же до IPod (2001). Сегодня почти все используют IPhone и другие смартфоны. Без технологий представить наш мир на сегодняшний день просто не возможно. Это также говорит о том, что технологическое развитие будет продолжаться, и STEM навыки являются основой этого развития.
- STEM как дополнение школьной программе. Программы STEM для школьников 7-14 лет рассчитаны также на увеличение их интереса к своим регулярным занятиям. Например, на уроках физики проходят силу натяжения земли, объясняют формулами на доске, а в кружках STEM школьники строя и запуская парашюты, ракеты или аэропланы могут укрепить свои знания. Школьникам не всегда легко удается понять термины, которые они не видят или не слышат. Например, давление или расширение объема из-за повышения температуры. В занятиях STEM они, проводя развлекательные эксперименты, легко могут понять эти термины. Именно поэтому в США средние школы активно сотрудничают со STEM центрами.
Подводя черту всему вышесказанному, можно отметить, что потребность в формировании STEAM-образовательной среды в Казахстане актуальна не менее чем в других странах.
В настоящее время наблюдается всплеск интереса среди инвесторов, бизнес-ангелов, крупного бизнеса к научно-инновационным проектам, стартапам.
А для появления множества прогрессивных разработок, безусловно, необходимо обладать тем необходимым объемом знаний, который приблизит вас к заветным желаниям.
Наш ВУЗ с помощью вашей поддержки планирует внедрить проект обучения в системе STEAM- образование, под названием «Инженерный класс».
I этап внедрения проекта подразумевает проведение мониторинга.
Для этого вам необходимо выбрать предметы, которые вас интересуют и по которым вы хотели бы заниматься: